(57)【要約】【課題】２台のサーボアンプを通信ケーブルで接続するだけでマスター、スレーブの設定ができ、簡便に同期制御がおこなえるモータ制御システムを提供する。【解決手段】サーボアンプ１（２）は、双方向通信手段１７（２８）の一方に駆動するサーボモータ３（４）のエンコーダ通信ケーブル５（６）が接続され、他方の双方向通信手段１８と双方向通信手段２７を通信ケーブ７で接続しており、装置コントロール部１１（２１）は、通信開始時のみ、出力するセレクタ切替信号１１ｅ（２１ｅ）によってセレクタ１６（２６）で双方向通信手段１７，１８（２７、２８）と信号レベル制御部１４または信号レベル検出部１５とを接続し、同期制御におけるマスター、スレーブを自動判定する。【選択図】図１
2010033309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２台のサーボアンプを相互に接続して同期制御をおこなうモータ制御システムにおいて、
前記サーボアンプは、
駆動するサーボモータの位置情報を検出するエンコーダまたは他方のサーボアンプに接続されて通信をおこなう２系統の双方向通信手段と、
前記エンコーダとの双方向通信制御をおこなうエンコーダ通信部と、
他方のサーボアンプとの双方向通信制御をおこなう装置間通信部と、
前記双方向通信手段の信号レベルを制御する信号レベル制御部と、
前記双方向通信手段の信号レベルを検出する信号レベル検出部と、
前記双方向通信手段と、前記エンコーダ通信部または装置間通信部を接続するセレクタと、
前記エンコーダ通信部からの位置情報と、前記装置間通信部からの他方のモータ制御情報を元にして制御量を演算し、接続されたサーボモータに駆動信号を与えて制御をおこなう装置コントロール部を備え、
各サーボアンプは、前記双方向通信手段の一方に駆動するサーボモータのエンコーダが接続され、他方に双方向通信手段間を通信ケーブで接続しており、
通信開始時には、前記装置コントロール部から出力するセレクタ切替信号によって前記セレクタで双方向通信手段と信号レベル制御部または信号レベル検出部とを接続し、同期制御におけるマスター、スレーブを自動判定することを特徴としたモータ制御システム。
【請求項２】
請求項１記載のモータ制御システムにおいて、
通信開始時には、前記セレクタによって一方の双方向通信手段と信号レベル制御部を接続し、且つ他方の双方向通信手段と信号レベル検出器を接続し、
前記信号レベル制御部は、双方向通信手段へ通信アイドル状態の信号レベルとは逆レベルの信号を出力し、
前記信号レベル検出部が通信アイドル状態とは逆レベルを検出したサーボアンプは、同期制御のマスター、通信アイドル状態の信号レベルを検出したサーボアンプは、スレーブと判定するモータ制御システムの接続判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信ケーブルで接続した２台のサーボアンプの同期制御におけるマスター、スレーブの接続状態を自動判定するモータ制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に２台のサーボアンプを同期制御させる場合、サーボアンプの一方をマスター、他方をスレーブとして動作させ、上位コントローラからの制御指令をマスター側のサーボアンプに入力して制御する。
【０００３】
その際、マスター側（サーボアンプ）は、上位コントローラからの指令に対してスレーブ側（サーボアンプ）に供給する制御量を演算・決定し、自装置に接続されたモータを駆動させるとともに、スレーブ側のモータ駆動指令をスレーブ側へ転送する。
【０００４】
一方、スレーブ側は、マスター側から転送された指令に従い、スレーブ側のサーボモータを駆動し、フィードバック情報・モータ駆動状態・エラーの有無などのステータス情報をマスター側へ転送する。マスター側では、スレーブ側から転送されたステータス情報と、自装置におけるステータス情報とを合成し、上位コントローラへフィードバックする。以上のように、２台のサーボアンプが持つそれぞれの情報を共有することで、同期制御を実現している。
【０００５】
近年、２軸のサーボモータを同期して駆動する方法として、コントローラから位置指令を受けた一方のサーボ制御装置が、他方のサーボ制御装置に位置指令を伝送することにより２軸のサーボモータを同期して駆動する２軸間同期制御装置において、一方のサーボ制御装置は伝送完了のタイミングで、他方のサーボ制御装置は伝送受信のタイミングで同期して位置検出器からの位置を入力する２軸間の通信手段を備えた２軸間同期制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２８５７５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
２台のサーボアンプを同期制御させるためケーブルで相互を接続して、制御データの送受信をおこなうが、電源投入時など通信を開始する際に、どちらのサーボアンプが先にリクエスト送信を出すかを決めておく必要がある。つまり、通信を開始する前に、２台のサーボアンプをマスターあるいはスレーブといった制御の主と従を識別する設定が必要となり、設定を間違えると正常な同期制御ができなくなる。
【０００７】
例えば、両方のサーボアンプに間違えて同じ設定をした場合、データの送受信がうまくいかず（情報の共有化ができず）、正常に同期制御することができなくなる。また、両方のサーボアンプに、先にリクエストを送信する設定をした場合、通信開始によって互いの通信出力信号が通信ケーブル上で衝突し、通信用トランシーバなどに過大なストレスが掛かり、装置を破損する可能性があった。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するものであり、２台のサーボアンプを通信ケーブルで接続するだけでマスター、スレーブの設定ができ、簡便に同期制御がおこなえるモータ制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために請求項１に記載のモータ制御システムは、２台のサーボアンプを相互に接続して同期制御をおこなうモータ制御システムにおいて、前記サーボアンプは、駆動するサーボモータの位置情報を検出するエンコーダまたは他方のサーボアンプに接続されて通信をおこなう２系統の双方向通信手段と、前記エンコーダとの双方向通信制御をおこなうエンコーダ通信部と、他方のサーボアンプとの双方向通信制御をおこなう装置間通信部と、前記双方向通信手段の信号レベルを制御する信号レベル制御部と、前記双方向通信手段の信号レベルを検出する信号レベル検出部と、前記双方向通信手段と、前記エンコーダ通信部または装置間通信部を接続するセレクタと、前記エンコーダ通信部からの位置情報と、前記装置間通信部からの他方のモータ制御情報を元にして制御量を演算し、接続されたサーボモータに駆動信号を与えて制御をおこなう装置コントロール部を備え、各サーボアンプは、前記双方向通信手段の一方に駆動するサーボモータのエンコーダが接続され、他方に双方向通信手段間を通信ケーブで接続しており、通信開始時には、前記装置コントロール部から出力するセレクタ切替信号によって前記セレクタで双方向通信手段と信号レベル制御部または信号レベル検出部とを接続し、同期制御におけるマスター、スレーブを自動判定する。
【００１０】
また、請求項２に記載の接続判定方法は、請求項１記載のモータ制御システムにおいて、通信開始時には、前記セレクタによって一方の双方向通信手段と信号レベル制御部を接続し、且つ他方の双方向通信手段と信号レベル検出器を接続し、前記信号レベル制御部は、双方向通信手段へ通信アイドル状態の信号レベルとは逆レベルの信号を出力し、前記信号レベル検出部が通信アイドル状態とは逆レベルを検出したサーボアンプは、同期制御のマスター、通信アイドル状態の信号レベルを検出したサーボアンプは、スレーブと判定する。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１、請求項２に記載のモータ制御システムおよびその接続判定方法によれば、通信開始時には、２系統の双方向通信手段の接続先を信号レベル制御部と信号レベル検出部に切替えるため、互いの出力信号が通信ケーブル上で衝突するのを防止でき、装置の破損を防止できる。また、２系統の双方向通信手段にエンコーダと通信ケーブルを接続するだけで、同期制御におけるマスター、スレーブを自動判定でできるため、予めマスター、スレーブの設定が不要になる。
【００１２】
このように、エンコーダおよび通信ケーブルをサーボアンプの２系統の双方向通信手段に接続するだけで、簡便に同期制御がおこなえるモータ制御システムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
２台のサーボアンプを相互に接続して同期制御をおこなうモータ制御システムにおいて、前記サーボアンプは、駆動するサーボモータの位置情報を検出するエンコーダまたは他方のサーボアンプに接続されて通信をおこなう２系統の双方向通信手段と、前記エンコーダとの双方向通信制御をおこなうエンコーダ通信部と、他方のサーボアンプとの双方向通信制御をおこなう装置間通信部と、前記双方向通信手段の信号レベルを制御する信号レベル制御部と、前記双方向通信手段の信号レベルを検出する信号レベル検出部と、前記双方向通信手段と、前記エンコーダ通信部または装置間通信部を接続するセレクタと、前記エンコーダ通信部からの位置情報と、前記装置間通信部からの他方のモータ制御情報を元にして制御量を演算し、接続されたサーボモータに駆動信号を与えて制御をおこなう装置コントロール部を備え、各サーボアンプは、前記双方向通信手段の一方に駆動するサーボモータのエンコーダが接続され、他方に双方向通信手段間を通信ケーブで接続しており、通信開始時には、前記装置コントロール部から出力するセレクタ切替信号によって前記セレクタで双方向通信手段と信号レベル制御部または信号レベル検出部とを接続し、同期制御におけるマスター、スレーブを自動判定する。以下、図を参照しながら実施の形態につい
て説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明のモータ制御システムの要部ブロック図である。モータ制御システムは、１台の上位コントローラと、２台のサーボアンプおよびサーボモータと、各通信ケーブルで構成される。
【００１４】
図１において、サーボアンプ１は、上位コントローラ８に接続され、サーボアンプ１とサーボモータ３は、エンコーダ通信ケーブル５で接続され、サーボアンプ２とサーボモータ４は、エンコーダ通信ケーブル６で接続されている。
【００１５】
サーボアンプ１とサーボアンプ２の構成は同じであり、通信ケーブル７によって接続されている。以下、サーボアンプ１について説明する。
【００１６】
サーボアンプ１は、装置コントロール部１１と、エンコーダ通信部１２と、装置間通信部１３と、信号レベル制御部１４と、信号レベル検出部１５と、セレクタ１６と、２系統の双方向通信手段１７、１８を備えており、以下、構成要素について説明する。
【００１７】
装置コントロール部１１は、マイコンなどで構成されており、上位コントローラ８から入力される制御情報８ａを元に、自装置のモータ位置指令とサーボアンプ２へ送信する位置指令を決定し、送信する位置指令に駆動開始／停止などの指令情報を加えた装置間送信データ１１ｃを生成して装置間通信部１３に出力する。
【００１８】
また、装置間通信部１３から装置間受信データ１３ｂを読み出し、その中に含まれるサーボアンプ２の動作状態と自装置の動作状態とを合成したフィードバックデータ１１ｅを上位コントローラ８へ出力する。一方、モータ位置指令とエンコーダ受信データ１２ｂに含まれるサーボモータ３の現在位置情報から速度・トルクを演算しモータ駆動信号１１ａをサーボモータ３に供給する。
【００１９】
そして、電源投入直後などの通信開始時に、セレクタ１６を用いて双方向通信手段１７と双方向通信手段１８を、信号レベル制御部１４と信号レベル検出部１５に接続する。この信号レベル制御部１４と信号レベル検出部１５を使用した信号レベル判定によって、マスター／スレーブの自動判定をおこない、判定に従ってエンコーダ通信部１２および装置間通信部１３を接続する。自動判定の詳細は後述する。
【００２０】
エンコーダ通信部１２は、エンコーダ通信のプロトコル制御をおこない、カスタムＬＳＩなどの専用回路もしくはマイコンなどで構成されている。エンコーダへ送信するリクエストコマンドやエンコーダから読み出すデータのアドレスなどのエンコーダ送信データ１１ｂが装置コントロール部１１から入力され、入力データのパラレル−シリアル変換とシリアル通信ＩＣのコントロール信号などのエンコーダ通信制御信号１２ａを生成してセレクタ１６に出力する。
【００２１】
また、セレクタ１６から入力されるエンコーダ通信受信信号１６ｃをシリアル−パラレル変換してエンコーダ受信データ１２ｂを生成して装置コントロール部１１に出力する。なお、エンコーダ通信部１２と通信するデバイスは、エンコーダに限らず外部スケール等の制御対象の位置情報を取得できるものでもよい。
【００２２】
装置間通信部１３は、サーボアンプ１とサーボアンプ２のデータ送受信のプロトコル制御をおこない、カスタムＬＳＩなどの専用回路もしくはマイコンなどで構成されており、装置コントロール部１１から装置間送信データ１１ｃが入力され、入力データのパラレル−シリアル変換とシリアル通信ＩＣのコントロール信号を生成してセレクタ１６に出力す
る。
【００２３】
また、セレクタ１６から入力される装置間通信受信信号１６ｄをシリアル−パラレル変換して装置間受信データ１３ｂを生成する。
【００２４】
信号レベル制御部１４は、トランジスタなどの専用回路で構成されており、装置コントロール部１１から信号レベル設定データ１１ｄが入力され、セレクタ１６へ通信出力レベル信号１４ａを出力する。
【００２５】
信号レベル検出部１５は、セレクタ１６から入力される通信入力レベル信号１６ｅを判定し、接続判定結果１５ａを生成する。
【００２６】
セレクタ１６は、装置コントロール部１１からのセレクタ切替信号１１ｅによって、通信開始時には、双方向通信手段１７と双方向通信手段１８を、信号レベル制御部１４と信号レベル検出部１５に接続する。通常時には、双方向通信手段１７と双方向通信手段１８を、エンコーダ通信部１２と装置間通信部１３に接続する。
【００２７】
双方向通信手段１７は、セレクタ１６から入力される通信制御信号１６ａを差動信号に変換してエンコーダ通信ケーブル５に送信し、エンコーダ通信ケーブル５から受信される差動信号を双方向通信手段１７の受信信号１７ａとしてセレクタ１６に出力する。
【００２８】
双方向通信手段１８は、他方のサーボアンプ２の双方向通信手段２７と通信ケーブル７で接続され、セレクタ１６から入力される制御信号１６ｂを差動信号に変換して通信ケーブル７に送信し、通信ケーブル７から受信される差動信号を受信信号１８ａとしてセレクタ１６に出力する。双方向通信手段１７、１８は、ＲＳ４８５トランシーバに代表されるシリアル通信ＩＣで構成する。
【００２９】
ここで、マスター／スレーブの自動判定シーケンスについて、図１と図２を併用して説明する。この自動判定シーケンスは、通信開始時に動作を開始する。
【００３０】
まず、切替処理１(１０１)では、装置コントロール部１１が出力するセレクタ切替信号１１ｅによって、信号レベル制御部１４と双方向通信手段１７、信号レベル検出部１５と双方向通信手段１８をそれぞれ接続する。次の出力処理１（１０２）で、装置コントロール部１１は、信号レベル制御部１４に通信アイドルの信号レベルとは逆レベルの信号（例えば通信アイドル状態がＨレベルならばその逆のＬレベル）を出力する信号レベル設定データ１１ｄをセットし、双方向通信手段１７に接続されているケーブルに対して逆レベルの信号を出力する。
【００３１】
次の処理１（１０３）では、タイムアウト判定用のタイマの動作を開始する。
【００３２】
次の判定処理１（１０４）では、双方向通信手段１８の入力信号レベルを信号レベル検出部１５で判定し、信号レベルがアイドルレベルかその逆レベルかどうかを判定する。アイドルレベルの場合は判定処理２（１０５）へ、逆レベルの場合は判定処理３（１０６）へ分岐する。
【００３３】
判定処理２では、予め決められた十分長いタイムアウト時間に対してタイムアウトの発生有無を判定する。タイムアウトが未発生の場合、判定処理１へ、タイムアウトが発生すると、処理３（１０８）へ分岐する。
【００３４】
実施の形態１のサーボアンプ１は、双方向通信手段１８に通信ケーブル７が接続されて
おり、タイムアウトが発生する前にサーボアンプ２からの逆レベル出力が検出されるので判定処理３へ分岐する。
【００３５】
判定処理３では、双方向通信手段１８の入力信号レベルがアイドルレベルに戻ったか逆レベルのままかを信号レベル検出部１５で判定し、アイドルレベルになるまで判定を繰返す。アイドルレベルを検出すると処理２（１０７）へ遷移する。
【００３６】
処理２では、自装置をマスターと判定し、信号レベル制御部１５で双方向通信手段１７の信号レベルを通信アイドルレベルに戻した後、セレクタ切替信号１１ｄによって、エンコーダ通信部１２と双方向通信手段１７、装置間通信部１３と双方向通信手段１８を接続して、自動判定シーケンスを終了する。このように、サーボアンプ１は、自装置がマスターであることを自動的に判定することができる。
【００３７】
次に、サーボアンプ２について、サーボアンプ１と動作が異なるマスター／スレーブの自動判定シーケンス部分について説明する。
【００３８】
サーボアンプ２は、双方向通信手段２８にエンコーダが接続されており、タイムアウトが発生するまで逆レベルの入力がないため、処理３へ分岐する。
【００３９】
処理３では、自装置をスレーブと判定し、信号レベル制御部２５で双方向通信手段２７の信号レベルを通信アイドルレベルに戻した後、セレクタ切替信号２１ｄによって、エンコーダ通信部２２と双方向通信手段２８、装置間通信部２３と双方向通信手段２７を接続して、自動判定シーケンスを終了する。このように、サーボアンプ２は、自装置がスレーブであることを自動的に判定することができる。
【００４０】
このように、サーボアンプ１の双方向通信手段１８とサーボアンプ２の双方向通信手段２７を通信ケーブル７で接続し、自動判定シーケンスに従って判定するため、通信開始時に通信ラインの出力同士が衝突することがなく、装置の破損を防ぐことができる。また、自動判定シーケンスにより、それぞれのサーボアンプがマスター／スレーブを自動判定することで、前もってマスター／スレーブの設定を行わなくても同期制御を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明のモータ制御システムは、サーボアンプ以外にも通信ラインにより相互接続し、情報を送受信する装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態１におけるサーボアンプの要部ブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における自動判定シーケンスのフローチャート
【符号の説明】
【００４３】
１、２  サーボアンプ
３、４  サーボモータ
５、６  エンコーダ通信ケーブル
７  通信ケーブル
８  上位コントローラ
１１、２１  装置コントロール部
１２、２２  エンコーダ通信部
１３、２３  装置間通信部
１４、２４  信号レベル制御部
１５、２５  信号レベル検出部
１６、２６  セレクタ
１７ 、１８、２７、２８  双方向通信手段
８ａ  制御指令
１１ａ、２１ａ  モータ駆動信号
１１ｂ、２１ｂ  エンコーダ送信データ
１１ｃ、２１ｃ  装置間送信データ
１１ｄ、２１ｄ  信号レベル設定データ
１１ｅ  ２１ｅ  セレクタ切替信号
１１ｆ  フィードバックデータ
１２ａ、２２ａ  エンコーダ通信制御信号
１２ｂ、２２ｂ  エンコーダ受信データ
１３ａ、２３ａ  装置間通信制御信号
１３ｂ、２３ｂ  装置間受信データ
１４ａ、２４ａ  通信出力レベル信号
１６ａ、１６ｂ、２６ａ、２６ｂ  通信制御信号
１６ｅ、２６ｅ  通信入力レベル信号
１６ｃ、２６ｃ  エンコーダ通信受信信号
１６ｄ、２６ｄ  装置間通信受信信号
１７ａ、１８ａ、２７ａ，２８ａ  受信信号
【図１】
2010033309.tif 000003
【図２】
2010033309.tif 000004